RU2368760C1

RU2368760C1 - Device for heat treatment of bottomhole zone

Info

Publication number: RU2368760C1
Application number: RU2008123462/03A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Анатольевич Загривный (RU); Эдуард Анатольевич Загривный; Вадим Игоревич Маларев (RU); Вадим Игоревич Маларев; Елена Егоровна Мельникова (RU); Елена Егоровна Мельникова
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2009-09-27

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to mining and can be used for thermal treatment of productive stratum of high-viscosity oil, recovery of hydraulical connection of stratum to well, increasing of production rate of stratums with high-viscosity oil and well flow rate, and also renewal of operation of noncommercial producer for oil, natural gas, for fresh, mineral and thermal water. Device includes hermetic enclosure of heater, which is zero electrode, partly filled by water, central current lead, located inside the enclosure and connected to phasic electrode, tubular insulator. According to invention phasic electrode is implemented in the form of thin-walled tube, located inside the tubular insulator of diametre 0.6-0.8 of enclosure diametre. Additionally distance from basis of enclosure up to insulator is accepted 0.5-1.5 of casing diametre, from top of casing - 0.1-0.3 of casing length. In bottom part of insulator it is installed return valve.

EFFECT: it provides design simplification and increasing of specific power of the device.

1 dwg

Description

Устройство тепловой обработки призабойной зоны скважиныBorehole heat treatment device

Изобретение относится к горному делу и может применяться для тепловой обработки продуктивного пласта высоковязкой нефти, восстановления гидравлической связи пласта со скважиной, увеличения нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью и дебита скважин, а также возобновления эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.The invention relates to mining and can be used for heat treatment of a productive formation with highly viscous oil, restoration of hydraulic connection between a formation and a well, increase in oil recovery from highly viscous oil and production rates, as well as the resumption of unprofitable wells for oil, natural gas, fresh, mineral and thermal waters.

Известен индукционный нагреватель (патент РФ №2010954, МПК Е21В 43/24, 1994.04.05), имеющий полый корпус, концентрический кожух, образующий с корпусом кольцевую полость с размещением в ней индукционных катушек. Однако нагреватель не предназначен для теплового воздействия на продуктивный пласт и служит для профилактики налипания асфальто-смоло-парафиновых отложений на стенах компрессорной трубы.Known induction heater (RF patent No. 2010954, IPC EV 43/24, 1994.04.05) having a hollow body, a concentric casing forming an annular cavity with the housing with the placement of induction coils in it. However, the heater is not intended for thermal effects on the reservoir and is used to prevent the buildup of asphalt-resin-paraffin deposits on the walls of the compressor pipe.

Известен скважинный генератор теплоты (А.С. №381726, МПК Е21В 43/24), включающий коаксиальное расположение электродов, к которым подключается постоянный ток. Однако скважинный генератор тепла не позволяет передать большие мощности для теплового воздействия на призабойную зону продуктивного пласта.Known downhole heat generator (AS No. 381726, IPC ЕВВ 43/24), including a coaxial arrangement of electrodes to which a direct current is connected. However, the downhole heat generator does not allow to transfer large capacities for thermal impact on the bottom-hole zone of the reservoir.

Известно устройство тепловой обработки призабойной зоны скважины (патент РФ №2169830, МПК Е21В 36/04, публ. 2001.06.27), принятое за прототип, включающее корпус нагревателя, силовой кабель питания, диски-электроды, установленные на токопроводе, размещенном по оси корпуса.A device is known for heat treatment of the bottom-hole zone of the well (RF patent No. 2169830, IPC ЕВВ 36/04, publ. 2001.06.27), adopted for the prototype, which includes a heater body, a power cable, disk electrodes mounted on a current lead placed along the axis of the body .

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и низкая интенсивность конвекции из-за повышенного гидравлического сопротивления, создаваемого электродами.The disadvantage of this device is the design complexity and low convection intensity due to the increased hydraulic resistance created by the electrodes.

Техническим результатом изобретения является увеличение удельной мощности скважинных электронагревателей за счет интенсификации теплообмена между водой внутри нагревателя и стенкой корпуса и упрощение конструкции.The technical result of the invention is to increase the specific power of downhole electric heaters due to the intensification of heat transfer between the water inside the heater and the wall of the housing and simplifying the design.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для тепловой обработки призабойной зоны скважины, включающем герметичный корпус нагревателя, являющийся нулевым электродом, частично заполненный водой, центральный токовод, расположенный внутри корпуса и соединенный с фазным электродом, трубчатый изолятор, согласно изобретению, фазный электрод выполнен в виде тонкостенной трубы, расположенной внутри трубчатого изолятора диаметром 0,6-0,8 диаметра корпуса, при этом расстояние от основания корпуса до изолятора принимают 0,5-1,5 диаметра корпуса, от верха корпуса - 0,1-0,3 длины корпуса, а в нижней части изолятора установлен обратный клапан.The technical result is achieved by the fact that in the device for heat treatment of the bottom-hole zone of the well, including a sealed heater body, which is a zero electrode, partially filled with water, a central current lead located inside the body and connected to a phase electrode, a tubular insulator according to the invention, the phase electrode is made in in the form of a thin-walled pipe located inside a tubular insulator with a diameter of 0.6-0.8 diameter of the housing, while the distance from the base of the housing to the insulator take 0.5-1.5 diameter a housing, from the top of the housing - 0.1-0.3 body length, and in the lower part of the insulator, a check valve.

Данное изобретение поясняется чертежом, где схематически изображен разрез электронагревателя.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a section of an electric heater.

Нагреватель состоит из корпуса 1, являющегося нулевым электродом, частично заполненного водой 2. Ток протекает через центральный токовод 3, фазный электрод 4, воду 2 и корпус 1, являющийся нулевым электродом. Трубчатый изолятор 5 между фазным электродом 4 и корпусом 1 разграничивает восходящий и нисходящий потоки воды и увеличивает путь тока. Центральный токовод 3 в термостойкой изоляционной оболочке 6 закреплен в проходном изоляторе 7. В нижней части трубчатого изолятора 5 закреплен обратный клапан 8.The heater consists of a housing 1, which is the zero electrode, partially filled with water 2. Current flows through the central current lead 3, phase electrode 4, water 2 and the housing 1, which is the zero electrode. The tubular insulator 5 between the phase electrode 4 and the housing 1 delimits the upward and downward flows of water and increases the flow path. The Central current lead 3 in a heat-resistant insulating sheath 6 is fixed in the bushing 7. In the lower part of the tubular insulator 5 is fixed check valve 8.

Геометрические размеры изолятора выбираются в соответствии с условием достижения максимального значения теплоотдачи воды стенке корпуса. А именно, диаметр трубчатого изолятора принимают 0,6-0,8 диаметра корпуса из условия меньшей или равной скорости восходящего потока по сравнению с нисходящим, расстояние от основания корпуса до изолятора принимают 0,5-1,5 диаметра корпуса, исходя из наименьшего гидравлического сопротивления при развороте потока, расстояние от верха корпуса до изолятора принимают 0,1-0,3 длины корпуса, оно складывается из длины зоны, занятой сжатым газом и толщины слоя воды, необходимого для циркуляции воды вокруг изолятора.The geometric dimensions of the insulator are selected in accordance with the condition of achieving the maximum value of heat transfer to the wall of the housing. Namely, the diameter of the tubular insulator takes 0.6-0.8 of the diameter of the housing from the condition of a lower or equal speed of the upstream compared to the downward, the distance from the base of the housing to the insulator takes 0.5-1.5 of the diameter of the housing, based on the smallest hydraulic resistance when turning the flow, the distance from the top of the housing to the insulator take 0.1-0.3 of the length of the housing, it consists of the length of the zone occupied by the compressed gas and the thickness of the water layer necessary for the circulation of water around the insulator.

Технический результат может быть достигнут и в более широком диапазоне геометрических размеров, но принятые цифры соответствуют более интенсивному теплообмену между водой и стенкой корпуса.The technical result can be achieved in a wider range of geometric dimensions, but the adopted figures correspond to a more intense heat exchange between water and the wall of the housing.

Длина фазного электрода рассчитывается из соображения предотвращения электролиза воды, т.е. плотность тока не должна превышать 1,5

The length of the phase electrode is calculated in order to prevent electrolysis of water, i.e. current density should not exceed 1.5

Благодаря интенсификации теплообмена в электродном нагревателе за счет создания конвективного контура с малым гидравлическим сопротивлением достигается эффективное преобразование электрической энергии в теплоту.Due to the intensification of heat transfer in the electrode heater by creating a convective circuit with low hydraulic resistance, efficient conversion of electrical energy into heat is achieved.

Claims

Device for heat treatment of the bottom-hole zone of the well, including a sealed heater body, which is a zero electrode, partially filled with water, a central current lead located inside the body and connected to a phase electrode, a tubular insulator, characterized in that the phase electrode is made in the form of a thin-walled pipe located inside a tubular insulator with a diameter of 0.6-0.8 case diameter, while the distance from the base of the case to the insulator take 0.5-1.5 case diameter, from the top of the case - 0.1-0.3 body length a, and a check valve is installed at the bottom of the insulator.